اختصاصی بسپار/ بازیافت پسماندهای پلاستیکی ساخت‌‌وساز، نوسازی و تخریب (بخش دوم)

بسپار/ایران پلیمر در این مقاله چهار جنبه متمایز بررسی می‌‌شود تا توسعه اخیر مدیریت پسماند پلاستیکی ناشی از ساخت‌‌وساز، نوسازی و تخریب (CRD) را تعیین کنیم، از جمله (الف) آلایش‌زدایی (decontamination) پسماند CRD (ب) جداسازی و سواچینی پسماند پلاستیکی ساخت و ساز (ج) ارزیابی عملکرد بلندمدت، نظارت بر وضعیت و ارزیابی عملکرد عمر مفید پسماند پلاستیکی ساخت و ساز بازیافتی و استفاده‌شده، و (د) درصد یا مقدار کافی برای جایگزینی مواد اولیه با پسماند پلاستیکی ساخت و ساز (CRD) بازیافتی/استفاده‌شده.

رفع آلودگی پسماند پلاستیکی ساخت و ساز
میزان آلودگی پسماند پلاستیکی ساخت و ساز تعیین می‌‌کند که آیا مواد پلاستیکی باید بازیافت یا خاکچال (landfill) شوند. در بیش‌‌تر مواقع، پلاستیک‌ها بیش از حد به مواد زاید دیگر مانند چوب، شیشه، سیمان و سایر انبوهه‌‌ها (aggregates) آلوده می‌شوند که منجر به خاکچال کردن آن‌‌ها می‌‌شود. بنابراین، آلایش‌زدایی یک فرایند ضروری است که نیاز به بررسی بیش‌‌تر برای به حداکثر رساندن بازیافت پسماند پلاستیکی ساخت و ساز دارد.
استفاده قابل توجه از پلی‌‌وینیل‌‌کلرید (PVC) در صنعت ساخت‌‌وساز به عنوان پرمصرف‌‌ترین بسپار، پتانسیل بالای آن را برای گردش مجدد در زنجیره تامین نشان می‌‌دهد. بنابراین، جستجوی ما در مقالات دانشگاهی و صنعتی به‌طور خاص بر فرایندهای آلایش‌زدایی PVC به عنوان یک مطالعه موردی متمرکز شد.
با توجه به آلاینده‌‌ای که باید حذف شود، روش‌‌های مختلفی استفاده می‌‌شود. فرایند آلایش‌زدایی می‌‌تواند به‌‌سادگی تمیز کردن پسماند پلاستیکی با آب و گاهی اوقات با آب و مواد شوینده باشد. این فرایند هرگونه کثیفی یا باقی‌‌مانده مانند چسب و الیاف را از بین می‌‌برد. همان‌‌طور که Hopewell و همکاران در سال 2009 اشاره کردند حدود 2 تا 3 متر مکعب آب برای تمیز کردن 1 تن پلاستیک استفاده می‌‌شود. در موارد دیگر، از آب برای حذف باقی‌‌مانده‌‌ها استفاده نمی‌‌شود، به جای آن از اصطکاک استفاده می‌‌شود که اصطلاحا به آن “خشک‌‌شویی” می‌‌گویند. در یک آزمایش اولیه توسط موسسه تحقیقاتی سوئد، حذف چسب پایه آکریلاتی از پشت فرش‌های PVC با استفاده از مواد شوینده و هم‌‌چنین با استفاده از محصولات پاک‌کننده با نام تجاری Envirostrip با موفقیت انجام شد. نویسندگان خاطرنشان کردند که شستشوی مکانیکی برای حذف چسب ضروری است. به عنوان مثال، شرکت Tarkett یک فرایند حذف چسب دارد که شامل آسیاب‌‌کردن فرش‌های PVC به دانه و سپس شستن آن‌‌ها در یک حلال پایه است. آنجا چسب با استفاده از یک صافی جدا می‌‌شود که از طریق آن می‌‌توان مواد PVC را بازیابی کرد.
برخی از فرایندها پیچیده‌‌تر هستند زیرا هدف آن‌‌ها حذف مواد افزودنی مانند نرم‌‌کننده‌‌ها، تاخیراندازهای شعله، افزودنی‌‌های قدیمی و غیره است که در محصول پلاستیکی تعبیه شده‌‌اند. حذف این آلاینده‌‌ها برای بازیابی یک آمیزه‌‌ی پلاستیکی خالص که می‌‌تواند به عنوان یک محصول جدید و با کیفیت عالی بازیافت شود، ضروری است. به عنوان مثال، فرایندی از شرکت hamos GmbH آلودگی‌‌هایی مانند درزگيرها، پلی‌‌آمیدها و PVC نرم‌‌ را از پنجره‌‌های PVC صلب حذف کرد. این فرایند شامل آسیاب‌‌کردن پروفیل‌های پنجره، سپس استفاده از یک جداکننده الکترواستاتیک برای جدا کردن بخش‌های لاستیک و آلاینده از مواد PVC مورد نظر برای به‌‌دست آوردن PVC بازیافتی با خلوص 5/99 درصد بود. پس از این مرحله، یک سواکننده نوری SEA سایر بخش‌های لاستیکی و آلاینده‌های رنگی را حذف کرد، و مواد آسیابی PVC با خلوص 995/99 درصد به‌‌دست آمد.
حلال‌‌ها هم‌‌چنین می‌‌توانند مواد افزودنی ناخواسته را حذف کنند. چندین حلال آلی می‌‌توانند آمیزه‌‌های پلاستیکی تمیز را پس از فراوری از طریق تقطیر هم‌‌جوشی، مرکزگریزی یا صافش (filtration) رسوب دهند. Beneṥ و همکاران در سال 2005 کارایی چهار حلال آلی (سیکلوهگزان، دی‌‌کلرومتان، هگزان و تتراهیدروفوران (THF)) را که معمولا در بازیافت برای استخراج نرم‌کننده دی‌‌اکتیل فتالات (DOP) از عایق کابل PVC استفاده می‌شوند، بررسی کردند. هر حلال جداگانه دارای یک روش خاص بود: روش فراصوت (Ultrasound) با استفاده از هگزان؛ انحلال توسط THF ؛ و استخراج سوکسله در دی‌‌کلرومتان و سیکلوهگزان. استخراج هگزان با استفاده از فراصوت به‌‌طور موثر DOP را از بستر PVC جدا کرد. THF هم‌چنین DOP و سایر ترکیبات را استخراج می‌‌کند و آن را برای جدا کردن بخش‌‌های منحصربه‌‌فرد از پلاستیک قابل استفاده می‌‌کند. دی‌‌کلرومتان و سیکلوهگزان دارای بازدهی استخراج پایینی بودند که آن‌‌ها را برای استخراج نرم‌‌کننده نامناسب می‌‌کرد.

فرایند Vinyloop توسط Solvay/SolVin یکی دیگر از فرایندهای انحلال است که در یک واکنشگر با استفاده از متیل‌‌اتیل‌‌کتون (MEK) به عنوان حلال انجام می‌‌شود. این فرایند خود را از سایر فرایندهای انحلال متمایز می‌‌کند زیرا دارای مرحله رسوب است. این فرایند با خرد کردن پسماند ترکیبات PVC مانند کابل، برزنت و پوشش‌‌های کف آغاز می‌‌شود که سپس در حلال حل می‌‌شوند. هر گونه مواد غیر PVC، مانند مس از کابل‌‌ها و الیاف‌‌شیشه از کف، با دستگاه گریز از مرکز و الک حذف می‌‌شوند. PVC با استفاده از بخار (یا آب) از حلال رسوب می‌‌کند و با استفاده از دستگاه گریز از مرکز و یک بستر مایع خشک می‌‌شود. هرگونه افزودنی اضافی را می‌‌توان در طول فرایند برای سفارشی کردن مواد برای هر کاربرد دلخواه گنجاند. بسپار بازیافتی تولید شده از فرایند Vinyloop چندکاربردی است و می‌‌تواند برای کلندرکاري، رانشگری، قالب‌‌گیری تزریقی و پخت برای تولید محصولات بازیافتی جدید استفاده شود. با این حال، کارخانه VinyLoop در Ferrera، ایتالیا، در سال 2018 با توجه به قوانین اخیر اتحادیه اروپا در مورد نرم‌‌‌کننده‌های خطرناک فتالات موجود در مواد PVC بازیافت شده، که جداسازی آن‌‌ها پرهزینه است، تعطیل شد. این تعطیلی نیاز به توسعه یک راه‌‌حل مقرون‌‌به‌‌صرفه و حمایت مالی برای آلایش‌‌‌‌زدایی پسماند PVC را برجسته می‌‌کند.

 

برگردان: مهندس رویا پورشوشتر
[email protected]

 

(ادامه دارد …)

متن کامل این گفت و گو را در شماره 261 ماهنامه بسپار که در نیمه تیرماه 1403 منتشر شده است، می خوانید.

در صورت تمایل به دریافت نسخه نمونه رایگان و یا دریافت اشتراک با شماره های ۰۲۱۷۷۵۲۳۵۵۳ و ۰۲۱۷۷۵۳۳۱۵۸ داخلی ۳ سرکار خانم ارشاد تماس بگیرید. نسخه الکترونیک این شماره از طریق طاقچه  و  فیدیبو  قابل دسترسی است.